CN108031002A - 用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备 - Google Patents

用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备，该电刺激设备包括：键盘控制模块、微控制模块、电流可控双极性功率模块、数字电压表头、采样模块、电极A和电极B。本发明提供的电刺激设备采用模块化设计，使用更加灵活方便，设备维护方便成本低；输出的波形种类多、多项参数分别可控，治疗效果好。

Description

用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备
技术领域
本发明属于电子医学技术领域，具体地说，涉及用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备。
背景技术
自体真皮脂肪瓣移植手术最早应用于颌面部修复，由于其易于操作、取材方便、供区损伤小等优势，近10年来也应用于乳腺癌乳房重建手术。但移植后的脂肪瓣会由于血运的原因丧失总体积的20%左右，同时易于出现纤维化等远期并发症，严重的影响了此手术的术后效果和推广。
因此需要对移植后的脂肪瓣再生进行一定的电刺激，以促进其再生，保证术后效果。通常采用电刺激设备对移植后的脂肪瓣进行刺激，用电刺激设备产生刺激波替代生物电对神经肌肉进行刺激，以促进其再生。
由于电刺激设备需要连续工作，因此为了延长电刺激设备的使用寿命，使用电池供电的电刺激设备体积都较大，不够灵活，会给手术带来很大困难，患者的生活也会有诸多不便。虽然目前无线充电技术已经应用于植入式医疗仪器中，可有效地延长了刺激器工作寿命，但是可充电电池的寿命也是有限的，需要在使用一定时间后将电池取出并更换。
此外，对于不同的患者、不同的病症，刺激波的波形、工作参数等是不一样的。现有的电刺激设备对于波形控制、电压控制、不同波形的占空比等等无法在一个较大范围内进行有效控制和调节。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种灵活方便的用于自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备。
根据本发明的一个方面，提供一种用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备，该设备包括：键盘控制模块、微控制模块、电流可控双极性功率模块、数字电压表头、采样模块、电极A和电极B。
所述键盘控制模块与所述微控制模块相连接，所述微控制模块与所述电流刻康双极性功率模块相连接，所述电流可控双极性功率模块与所述数字电压表头相连接、所述数字电压表头与所述采样模块相连接；所述电极A和所述电极B与所述微控制模块电连接。
所述键盘控制模块，用于响应对按键的触发，并进行编码，激活所述微控制模块中的微控制器。
所述微控制模块，用于响应所述键盘控制模块的指令，对波形时序参数进行调整，并输出小信号波形。
所述电流可控双极性功率模块，用于根据所述微控制模块的时序控制输出所需要的波形，并调节正负电压。
所述采样模块，用于根据所述数字电压表头所测试的电压值获取电流值，并显示。
根据本发明的一个具体实施方式，所述微控制器模块包括：微控制器U1、电阻R1~R6、与门U2、连接器J1。
根据本发明的另一个具体实施方式，所述键盘控制模块包括：连接器J2和按键K1~K8。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述电流可控双极性功率模块包括：三极管Q1~Q2、功率三极管Q3~Q4、光耦器件U3~U6、高压转换器U7、多圈变阻器W1~W2、电池组接口P1~P2、电阻R7~R10、R12~R15、R19、R20、电容C1。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述采样模块包括：电压调整器U8、电容C2~C5；数字电压表头U9、电压隔离器U10、电阻R11、R16~R18。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述电极B的布置方式为用手术缝合用的钛合金线在填充体表面上缝制成螺旋线形，并通过皮肤造口从体内引出到体外。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述电极A和所述电极B均为一次性无菌金属电极。
本发明提供的电刺激设备通过多个模块之间的相互连接组合，实现对自体真皮脂肪瓣移植术后的电刺激，以刺激脂肪瓣的再生。模块化设计使设备在临床上的使用更加灵活和方便，更加符合无菌操作的要求，同时使设备维护方便。
采用本发明提供的电刺激设备能够输出直流、脉冲直流、双极性波形、双极性脉冲波形等多种波形对所需位置进行电刺激。该电刺激设备的正负电压在-120V~+120V内可调并可分别控制；脉冲直流的占空比可调，频率最高可达500Hz；双极性波形的占空比可调，频率最高可达500Hz；双极性脉冲波形的占空比可调，频率最高可达250Hz。
本发明利用一次性无菌电极置入需要刺激的部位，根据发明人反复实验的结果，确认在脂肪瓣真皮面与肌肉之间置入最为有效，同时不影响手术的操作，置入的一次性无菌电极B本身为钛镍合金所制，组织相容性好，又具有一定的抗感染能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备中的微控制器模块的一个具体实施方式的结构示意图。
图2所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备中的键盘控制模块的一个具体实施方式的结构示意图。
图3所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备中的电流可控双极性功率模块的一个具体实施方式的结构示意图。
图4所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备中的采样模块的一个具体实施方式的结构示意图。
图5所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备可输出的四种波形模式的波形图。
图6所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备输出的单个周期的波形图。
图7所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备中电极B在填充体表面的排布示意图。
图8所示为根据本发明提供的一种用于自体移植自体脂肪瓣再生的电刺激设备的一个具体实施方式的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参见图8，本发明提供了一种用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备，该电刺激设备包括：键盘控制模块、微控制模块、电流可控双极性功率模块、数字电压表头、采样模块、电极A和电极B。优选的，所述电极A和所述电极B均为一次性无菌金属电极。
所述键盘控制模块与所述微控制模块相连接，所述微控制模块与所述电流刻康双极性功率模块相连接，所述电流可控双极性功率模块与所述数字电压表头相连接、所述数字电压表头与所述采样模块相连接；所述电极A和所述电极B与所述微控制模块电连接。
所述键盘控制模块，用于响应对按键的触发，并进行编码，激活所述微控制模块中的微控制器。优选的，所述键盘控制模块包括：连接器J2和按键K1~K8。
参见图2，连接器J2的引脚1连接按键K1的引脚1和引脚4，以及按键K5的引脚1和引脚4；连接器J2的引脚2连接按键K2的引脚1和引脚4，以及按键K6的引脚1和引脚4；连接器J2的引脚3连接按键K3的引脚1和引脚4，以及按键K7的引脚1和引脚4；连接器J2的引脚4连接按键K4的引脚1和引脚4，以及按键K8的引脚1和引脚4；连接器J2的引脚5连接按键K1的引脚2和引脚3，以及按键K2的引脚2和引脚3,以及按键K3的引脚2和引脚3,以及按键K4的引脚2和引脚3相连；连接器J2的引脚6连接按键K5的引脚2和引脚3，以及按键K6的引脚2和引脚3，以及按键K7的引脚2和引脚3,以及按键K8的引脚2和引脚3相连。
所述微控制模块，用于响应所述键盘控制模块的指令，对波形时序参数进行调整，并输出小信号波形。优选的，所述微控制器模块包括：微控制器U1、电阻R1~R6、与门U2、连接器J1。
更为优选的，所述微控制器U1的型号为STC89C52。参见图1，所述微控制器U1的引脚P1.0连接电阻R1、两输入与门U2的引脚1、以及连接器J1的引脚1；其引脚P1.1连接电阻R2、两输入与门U2的引脚2、以及连接器J1的引脚2；其引脚P1.2连接电阻R3、两输入与门U2的引脚9、以及连接器J1的引脚3；其引脚P1.3连接电阻R4、两输入与门U2的引脚10、以及连接器J1的引脚4；其引脚P1.4通过电阻R5与连接器J1的引脚5相连；其引脚P1.5通过电阻R6与连接器J1的引脚6；其引脚P3.3连接与门U2的引脚6；与门U2的引脚3连接引脚4；与门U2的引脚8连接引脚5；R1、R2、R3、R4的另一引脚与VCC相连。
所述电流可控双极性功率模块，用于根据所述微控制模块的时序控制输出所需要的波形，并调节正负电压。优选的，所述电流可控双极性功率模块包括：三极管Q1~Q2、功率三极管Q3~Q4、光耦器件U3~U6、高压转换器U7、多圈变阻器W1~W2、电池组接口P1~P2、电阻R7~R10、R12~R15、R19、R20、电容C1。
参见图3，三极管Q1的引脚C分别通过电阻R7连接光耦器件U3的引脚1，通过电阻R8连接光耦器件U4的引脚1；三极管Q2的引脚C分别通过电阻R9连接光耦器件U5的引脚1，通过电阻R10连接光耦器件U6的引脚1；光耦器件U3、U4、U5、U6的引脚2分别与GND相连。光耦器件U3和U5的引脚6分别与高压转换器U7的引脚3相连；光耦器件U3的引脚4连接U6的引脚6，并通过R11与输出电极A相连；光耦器件U4的引脚6连接U5的引脚4，并连接输出电极B；光耦U4和U6的引脚4分别连接功率三极管Q3和Q4的引脚C；功率三极管Q3和Q4的引脚B分别连接多圈变阻器W1和W2的引脚2；功率三极管Q3和Q4的引脚E分别通过电阻R12和R13与高压转换器U7的引脚4相连。多圈变阻器W1和W2的引脚1分别通过电阻R14和R15与高压转换器的引脚3相连。高压转换器U7的引脚3连接高压有极电容C1正极，高压转换器U7的引脚4连接高压有极电容C1负极；高压转换器U7的引脚2连接电池组接口P1的引脚1，并通过电阻R19与二极管D1负极相连。二极管D1正极与电源接口P2的引脚1；高压转换器U7的引脚1，电池组接口P1和电源接口P2的引脚2都与GND相连。微控制器U1的引脚P2.1通过电阻R20与三极管Q1的引脚B相连；微控制器U1的引脚P2.2通过电阻R21与三极管Q2的引脚B相连；三极管Q1、Q2的引脚E分别与VCC相连。
其中，所述三极管Q1、Q2的型号优选为9012。所述光耦器件U3、U5的型号优选为HSR312。所述高压转换器U7的型号优选为GRB12120GD。所述功率三极管Q3和Q4的型号优选为TIP50。所述电池组包括可充电电池8只，串联连接，每只电压1.2V。所述二极管D1的型号优选为1N4004。电源接口P2所接电源为直流电源，规格18V500mA。
所述采样模块，用于根据所述数字电压表头所测试的电压值获取电流值，并显示。优选的，所述采样模块包括：电压调整器U8、电容C2~C5；数字电压表头U9、电压隔离器U10、电阻R11、R16~R18。
参见图4，所述电压调整器U8的引脚1连接P1的引脚1，并通过C2连接GND；U8的引脚连接VCC，并通过C3连接GND。输出电极A通过高压无极电容C4与输出电极B相连。光耦U6的引脚6通过电阻R16，并通过电阻R17连接电阻R18。电阻R18另一端连接输出电极B。电容C5与电阻R17并联。光耦U6的引脚6连接数字电压表头U9的引脚4。U9的引脚3连接电极A；U9的引脚1和引脚2分别与电压隔离器U10的引脚4和引脚3相连。电压隔离器U10的引脚1和引脚2分别连接GND和VCC。
其中，所述电压调整器U8的型号优选为KA7805。数字电压表头U9的型号优选为ZX5135-DV2V。电压隔离器U10的型号优选为B0505S-1W。
参见图5和图6，本发明提供的电刺激设备的使用过程中，电刺激电路产生的波形为可重复的脉冲波形。以图6所示波形为例，单个周期由四部分组成，持续时间为a且电压为x的正脉冲，持续时间为b的零输出，持续时间为c且电压为y的负脉冲，持续时间为d的零输出。其中持续时间a、b、c、d最小设定为0ms，最大设定为65535ms。按下K1键，a减小；按下K2键，a增大；按下K3键，b减小；按下K4键，b增大；按下K5键，c减小；按下K6键，c增大；按下K7键，d减小；按下K8键，d增大。顺时针旋转多圈变阻器W1，x变大；逆时针旋转多圈变阻器W1，x变小；顺时针旋转多圈变阻器W2，y变大；逆时针旋转多圈变阻器W2，y变小。
参见图7，所述电极B的布置方式有多种。例如：所述电极B的布置方式为用手术缝合用的钛合金线在填充体表面上缝制成螺旋线形，并通过皮肤造口从体内引出到体外。又例如：电极B使用手术缝合用的钛合金线在填充体外缘缝制一圈并通过十字线连接内部平面，并通过皮肤造口从体内引出到体外。再例如：电极B使用手术缝合用的钛合金线在填充体外缘缝制一圈，并通过皮肤造口把从体内引出到体外。
电极A放置在填充手术完成后的填充体外侧皮肤之上。
采用本发明提供的电刺激设备对移植后的脂肪瓣进行电刺激，能够促进移植脂肪瓣的再生，保持其体积大小不变，减少纤维化的发生，进而提高患者的生活质量。本发明提供的电刺激设备采用模块化设计，使用灵活方便，维护便捷，成本低。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (7)

1.用于促进自体移植脂肪瓣再生的电刺激设备，该电刺激设备包括：键盘控制模块、微控制模块、电流可控双极性功率模块、数字电压表头、采样模块、电极A和电极B；
所述键盘控制模块与所述微控制模块相连接，所述微控制模块与所述电流刻康双极性功率模块相连接，所述电流可控双极性功率模块与所述数字电压表头相连接、所述数字电压表头与所述采样模块相连接；所述电极A和所述电极B与所述微控制模块电连接；
所述键盘控制模块，用于响应对按键的触发，并进行编码，激活所述微控制模块中的微控制器；
所述微控制模块，用于响应所述键盘控制模块的指令，对波形时序参数进行调整，并输出小信号波形；
所述电流可控双极性功率模块，用于根据所述微控制模块的时序控制输出所需要的波形，并调节正负电压；
所述采样模块，用于根据所述数字电压表头所测试的电压值获取电流值，并显示。
2.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述微控制器模块包括：微控制器U1、电阻R1~R6、与门U2、连接器J1。
3.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述键盘控制模块包括：连接器J2和按键K1~K8。
4.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述电流可控双极性功率模块包括：三极管Q1~Q2、功率三极管Q3~Q4、光耦器件U3~U6、高压转换器U7、多圈变阻器W1~W2、电池组接口P1~P2、电阻R7~R10、R12~R15、R19、R20、电容C1。
5.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述采样模块包括：电压调整器U8、电容C2~C5；数字电压表头U9、电压隔离器U10、电阻R11、R16~R18。
6.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述电极B的布置方式为用手术缝合用的钛合金线在填充体表面上缝制成螺旋线形，并通过皮肤造口从体内引出到体外。
7.根据权利要求1所述的电刺激设备，其特征在于，所述电极A和所述电极B均为一次性无菌金属电极。
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